[發明專利]基于風輪等效風速的風電場尾流評估與發電量計算方法

在審

• 申請號: 202011505821.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112632866A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張子良;易侃;張皓
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06Q50/06;G06F111/10;G06F113/06;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種基于風輪等效風速的風電場尾流評估與發電量計算方法，通過對風電場內的風力機進行分類，通過將基于HHWS的標準功率曲線修正為基于REWS的校正功率曲線，通過利用自由來流風速剖面、尾流模型、基于REWS的校正功率曲線計算各分類風力機的發電量，再對各分類風力機的發電量統計得出整個風電場的發電量。克服了原風電場的尾流評估與發電量計算時，沒有考慮到風力機尾流效應所導致的風輪掃掠面內速度不均勻性增加，導致風電場尾流評估和發電量計算與實際情況相比存在較大差異的問題，具有使風電場尾流評估和發電量與實際差異縮小的特點。

技術領域

本發明屬于風電技術領域，涉及一種基于風輪等效風速的風電場尾流評估與發電量計算方法。

背景技術

在風電場前期規劃過程中，由于布局空間的限制，上游風力機會對下游風力機的流場產生影響，使得下游風力機的來流速度減小和湍流度增大，形成一定范圍的尾流區，這種現象被稱為尾流效應。尾流效應會嚴重降低尾流區內風力機的發電量，因此，風電場尾流評估與發電量計算是風電場前期規劃的重要環節，針對待建風電場進行科學準確的尾流評估與發電量計算能夠最大限度地利用場區內的風資源和土地資源，從而有效提升整個風電項目的盈利能力。

目前，風電場的尾流評估與發電量計算方法主要通過輪轂高度風速(Hub HeightWind Speed，HHWS)、基于HHWS的功率曲線以及相應的尾流模型來實現。隨著風電機組裝機容量的增大，風輪掃掠面積也逐漸增大，由于自由來流存在一定的風剪切，風輪掃掠面積增大使得整個風輪掃掠面內的風速差異變大，在這種情況下，輪轂高度風速已經無法準確表征風力機的來流狀況。針對該問題，中國專利CN 108717593 A(姜婷婷等)和中國專利CN109816256 A(壟利策等)提出利用風輪等效風速(Rotor Equivalent Wind Speed，REWS)來進行風電場微觀選址和發電量計算，一定程度上提高了風電場微觀選址和發電量計算的準確性。但是上述專利并沒有考慮到風力機尾流效應所導致的風輪掃掠面內速度不均勻性增加的問題。由于與自由來流相比，尾流區所產生的速度虧損在整個風輪掃掠面內并不是一個恒定值，而是符合一定規律的曲線分布(高斯分布或三角函數分布等，如圖1所示)，這將使得尾流區內的速度分布在風輪掃掠面內的不均勻性急劇增加，導致采用目前的方法進行風電場尾流評估和發電量計算與實際情況相比存在較大差異。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于風輪等效風速的風電場尾流評估與發電量計算方法，對風電場內的風力機進行分類，將基于HHWS的標準功率曲線修正為基于REWS的校正功率曲線，利用自由來流風速剖面、尾流模型、基于REWS的校正功率曲線計算各分類風力機的發電量，再對各分類風力機的發電量統計得出整個風電場的發電量，使風電場尾流評估和發電量與實際差異縮小。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于風輪等效風速的風電場尾流評估與發電量計算方法，它包括如下步驟：

步驟1，分類，根據風電場內各個風力機的位置以及尾流模型，對風力機受力影響因素進行分類；

步驟2，修正，將基于HHWS的標準功率曲線修正為基于REWS的校正功率曲線；

步驟3，計算，利用自由來流風速剖面、尾流模型、基于REWS的校正功率曲線分別計算受到不同影響的風力機的發電量；

步驟4，綜合計算，對分別計算的風力機發電量進行統計。

所述步驟1中，風力機分為A類風力機、B類風力機和C類風力機。

所述A類風力機不受尾流影響；B類風力機整個風輪掃掠面均受到尾流影響；C類風力機部分風輪掃掠面受到尾流影響。